O scurtă istorie de Chimie
Einstein (Einstein), Albert
Șaisprezece Einstein a fost lovit de atmosfera de libertate și de cultură, pe care a găsit în Italia. În ciuda cunoașterea profundă a matematicii și fizicii, dobândite, în principal prin auto-educație, și vârsta de gândire independentă, Einstein nu a ales o profesie. Tatăl a insistat că fiul său a ales un domeniu de inginerie și în viitor ar putea îmbunătăți situația financiară precară a familiei. Einstein a încercat să treacă examenul de admitere la Institutul Federal de Tehnologie din Zurich, pentru admiterea la care certificatul nu este necesară pentru absolvirea liceului. Lipsit de pregătire suficientă, el nu a reușit examenele, dar directorul școlilor, evaluarea capacității matematice Einstein l-au trimis la Aarau, douăzeci de mile vest de Zurich, care a absolvit liceul acolo. Un an mai târziu, în vara anului 1896, Einstein a trecut cu succes examenele de admitere la Institutul Federal de Tehnologie. În Aarau, Einstein a înflorit, se bucură de un contact strâns cu profesori și spiritul liberal care au domnit în sala de gimnastică. Toate continuă să-l provoace opoziție atât de adânc că a depus o cerere oficială de retragere a cetățeniei germane, la care tatăl său a fost de acord fără tragere de inimă.
Una dintre aceste lucrări a fost dedicată explicarea mișcării browniene - mișcarea zigzag aleatorie a particulelor suspendate într-un lichid. Einstein mișcarea particulelor legată observată la microscop, cu ciocnirile acestor particule cu molecule invizibile; În plus, se estimează că observarea mișcării browniene permite calcularea masei și numărul de molecule într-un volum dat. Câțiva ani mai târziu a fost confirmat de Jean Perrin. Această lucrare a lui Einstein a fost deosebit de important, deoarece existența moleculelor care au fost luate în considerare nu mai mult decât o abstracție convenabilă, în timp ce încă sub semnul întrebării.
Intr-un alt studiu a sugerat explicarea efectului fotoelectric - suprafața metalică de electroni de emisie sub acțiunea radiației electromagnetice în ultraviolet sau orice alt interval. Phillip Leonard model a sugerat că lumina bat electronii de pe suprafața metalică. Și se sugerează că, atunci când iluminarea suprafeței mai luminoasă lumină, electronii trebuie să plece la o viteză mai mare. Dar experimentele au arătat că prognoza este greșit Lenard. Între timp, în 1900, Max Planck a fost capabil să descrie radiația emisă de corpuri fierbinți. El a luat o ipoteză radicală pe care energia emisă nu este continuă, și porțiuni discrete, care sunt numite fotoni. Sensul fizic al cuantice a ramas neclar, dar magnitudinea cuantumului este produsul unui anumit număr (constanta lui Planck) și frecvența radiației.
Ideea lui Einstein a fost de a stabili o corespondență între foton (cuantă de energie electromagnetică) și energia unui electron evacuat din suprafața metalului. Fiecare foton bate un electron. Energia cinetică a electronului (energia asociată cu viteza) este egală cu energia rămasă pe energia fotonilor minus părțile acestora care cheltuite pe ceva pentru a extrage un electron dintr-un metal. De mai luminoasă, cu cât numărul de fotoni și mai mulți electroni ejectate de pe suprafața metalică, dar nu viteza. electroni Faster pot fi obținute prin dirijarea radiației pe suprafața metalică, cu o frecvență mai mare, deoarece fotoni astfel de radiații contin mai multa energie. Einstein a propus o altă ipoteză îndrăzneață, ceea ce sugerează că lumina are o natură duală. După cum arată sunt organizate pe parcursul secolelor experimente optice, lumina se poate comporta ca un val, dar, după cum reiese efectul fotoelectric, și ca fluxul de particule. Corectitudinea interpretării propuse a efectului fotoelectric Einstein a fost confirmat în mod repetat experimental, nu numai la lumina vizibilă, ci și pentru raze X și radiații gamma. In 1924, Lui De Broglie a luat un alt pas în transformarea fizicii, presupunând că proprietățile de undă nu numai lumină, ci și obiectele materiale, cum ar fi electroni. Ideea de Broglie a constatat, de asemenea, confirmarea experimentală și a pus bazele mecanicii cuantice. munca lui Einstein a făcut posibilă pentru a explica fluorescenta, photoionization, și variația criptic a căldurii specifice a solidelor la diferite temperaturi.
Concluziile desprinse din aceste ipoteze, a schimbat înțelegerea noastră de spațiu și timp: nici un obiect material poate călători mai repede decât lumina; din punctul de vedere al unui observator staționar, mărimea unui obiect în mișcare sunt reduse în direcția de deplasare, și masa unui obiect crește, astfel încât viteza luminii a fost aceeași pentru mișcare și staționare observatorilor, se deplasează ceas trebuie să meargă mai încet. Chiar și conceptul de staționaritate este supusă unei analize aprofundate. Motion sau de odihnă este întotdeauna definit în raport cu unele observator. Observatorul, călărie pe un obiect în mișcare este fix în raport cu obiectul, dar se poate deplasa în raport cu orice alt observator. Pe măsură ce timpul devine aceeași variabilă relativă ca coordonatele spațiale x, y și z, conceptul de simultaneitate devine relativă. Două evenimente care par simultane la un observator, pot fi separate în timp, din punctul de vedere al celuilalt. Printre alte constatări, ceea ce rezultă în teoria specială a relativității, pe care o merită atenția echivalenței de masă și energie. m în masă reprezintă un fel de „înghețate“ energie E, care este în legătură cu relația E = mc 2. unde c - a vitezei luminii. Astfel, emisia luminii de fotoni are loc la costul reducerii sursei de masă.
Efectele relativiste sunt, în general, la viteze mici neglijabil obișnuite, devin semnificative doar la particule mari atomice și subatomice caracteristice. pierderea în greutate asociată cu emisia de lumină este extrem de mică, și de obicei nu poate fi măsurată chiar și prin echilibrul chimic cel mai sensibil. Cu toate acestea, teoria specială a relativității a permis să explice astfel de caracteristici ale proceselor în fizica atomică și nucleară, care până atunci au rămas neclare. Aproape patruzeci de ani de la crearea teoriei fizicii relativitatii, care a lucrat la bomba atomică, am fost capabili de a calcula cantitatea eliberată în timpul energia exploziei pe baza defectului (reducerea) a masei în divizarea nucleelor de uraniu.
După eforturi intense de Einstein a reușit în 1915 pentru a crea o teorie generală a relativității depășește cu mult teoria specială, în care mișcarea trebuie să fie uniformă, iar viteza relativă constantă. Relativității generale acoperă toate mișcările posibile, inclusiv accelerate (de exemplu, care apar la o rată variabilă). Fost mecanicii dominante, provenite din activitatea Isaaka Nyutona (XVII sec.), a devenit un caz special, convenabil pentru a descrie mișcarea la viteze relativ mici. Einstein a trebuit să înlocuiască multe dintre conceptele introduse de Newton. Astfel de aspecte ale mecanicii newtoniene, cum ar fi identificarea masei gravitaționale și inerțială, i-au cauzat anxietate. Potrivit lui Newton, corpurile atrag reciproc, chiar dacă acestea sunt separate de distanțe mari, și forța de gravitație, sau de gravitație, se aplică imediat. Masa gravitationala este o măsură a forței de atracție. În ceea ce privește mișcarea corporală sub influența acestei forțe, atunci este determinată de un corp de masa inerțială care caracterizează capacitatea organismului de a accelera acțiunea acestei forțe. Einstein a întrebat de ce aceste două mase coincid.
El a produs așa-numitul „experiment de gândire.“ Dacă un om cade liber în cutie, cum ar fi un lift, a scăzut cheile, acestea nu s-ar fi căzut la podea liftul, bărbatul și cheile vor cădea cu aceeași viteză și ar păstra pozițiile lor în raport cu celălalt. Acest lucru sa întâmplat la un moment dat imaginar în spațiu departe de toate sursele de gravitate. Un prieten al lui Einstein a remarcat cu privire la o astfel de situație încât persoana în lift, nu a putut spune dacă el este într-un câmp gravitațional, sau se deplasează cu o accelerație constantă. Principiul lui Einstein de echivalare, afirmând că efectele gravitaționale și inerțiale a explicat imperceptibile coincidență de masă gravitațională și inerțială în mecanica newtoniană. Einstein a extins apoi imagine prin extinderea acesteia la lumină. Dacă raza de lumină traversează „orizontal“ cabina ascensorului, în timp ce liftul cade, orificiul de evacuare se află la o distanță mai mare de podea decât orificiul de intrare, ca și în timpul necesar fasciculul să treacă de la un perete la altul al cabinei ascensorului reușește muta pentru o anumită distanță. Observatorul în lift ar vedea că fasciculul de lumină este răsucită. Pentru Einstein, acest lucru a însemnat că, în lumea reală razele de lumină sunt îndoite pe măsură ce trec pe o distanță suficient de mică dintr-un corp masiv.
Teoria relativității generale înlocuiește atracția gravitațională newtonian corpurilor spatiotemporal descrierea matematică a modului în care corpurile masive afectează caracteristicile spațiului din jurul lor. Conform acestui punct de vedere, organismul nu atrage reciproc, și schimbarea geometriei spațiu-timp care determină mișcarea corpurilor care trec prin ea. Așa cum a spus odată Einstein, un coleg, un fizician american J .. A. Wheeler, „spațiu spune contează modul în care ea a muta, și spune materia spațiu cum să-l curba.“
Dar, la acel moment, Einstein a lucrat nu numai pe teoria relativității. De exemplu, în 1916 el a introdus conceptul unei teorii cuantice de emisie stimulată. In 1913, Niels Bohr a dezvoltat un model al atomului. în care electronii se învârt în jurul miezului central (deschis câțiva ani mai devreme Ernest Rutherford) în orbite care îndeplinesc anumite condiții cuantice. Conform modelului Bohr al atomului emite radiații atunci când electronii care au căzut ca rezultat al excitației la un nivel superior la un spate mai mici. Diferența de energie dintre nivelurile este egală cu energia absorbită sau fotonilor emiși. electronii excitați a reveni la niveluri mai mici de energie este un proces aleator. Einstein a sugerat că, în anumite condiții, ca rezultat al electronilor de excitație poate trece la un anumit nivel de energie, atunci, ca o avalanșă, pentru a reveni la o mai mică, adică acesta este procesul care stă la baza funcționării lasere moderne.
Deși teoria specială și generală a relativității a fost prea revoluționar pentru a obține o recunoaștere imediată, au primit o serie de confirmări în curând. Unul dintre primele a fost explicația precesiilor orbita lui Mercur, care nu au putut fi pe deplin înțeleasă în cadrul mecanicii newtoniene. In timpul unei eclipse totale în 1919, astronomii au putut observa o stea, soarele ascuns în spatele marginii. Acest lucru a indicat faptul că razele de lumină sunt îndoite de câmpul gravitațional al soarelui. faima mondială a venit la Einstein, atunci când rapoartele de observare a eclipsei solare în 1919 răspândit peste tot în lume. Relativitatea a devenit un cuvânt familiar. In 1920 Einstein a devenit profesor invitat la Universitatea din Leiden. Cu toate acestea, în Germania, el a fost atacat din cauza atitudinii sale anti-militariste și teorii fizice revoluționare, care nu au fost la instanța de o anumită parte din colegii săi, printre care au fost câteva anti-semite. munca lui Einstein, au fost numite „fizica evreiască“, susținând că rezultatele sale nu îndeplinesc standardele înalte ale „științei arian.“ Și în 20-e. Einstein a ramas un pacifist convins și a sprijinit în mod activ eforturile de menținere a păcii ale Societății Națiunilor. Einstein a fost un susținător al sionismului și au făcut eforturi mari pentru a crea Universitatea Ebraică din Ierusalim în 1925
În 1922, Einstein a primit Premiul Nobel pentru Fizică în 1921 „pentru serviciile sale la fizica teoretică, și în special pentru descoperirea legii efectului fotoelectric.“ „Legea lui Einstein a devenit baza de fotochimie precum și legea lui Faraday - baza electrochimiei“, - a spus el, la prezentarea noului laureat al Svante Arrhenius de la Academia Regală suedeză. Convenirea în prealabil de exprimare în Japonia, Einstein a fost în imposibilitatea de a participa la ceremonie și lectura lui Nobel citit doar un an de la atribuirea lui.
În timp ce majoritatea fizicieni erau înclinați să accepte teoria cuantică, Einstein nu a reușit să îndeplinească din ce în ce consecințele la care au condus. În 1927, el și-a exprimat dezacordul cu interpretarea statistică a mecanicii cuantice ale Bohr si Max Born. Conform acestei interpretări, principiul legăturii de cauzalitate nu se aplică fenomenelor subatomice. Einstein a fost profund convins că statisticile nu este nimic mai mult decât un mijloc, și că teoria fizică fundamentală nu poate fi de natură statistică. Potrivit lui Einstein, „Dumnezeu nu joacă zaruri“ cu universul. În timp ce susținătorii interpretarea statistică a mecanicii cuantice a respins modelele fizice ale fenomenelor neobservabile, Einstein credea teoria incompletă dacă nu ne poate da „starea reală a unui sistem fizic, ceva există în mod obiectiv și admite (cel puțin în principiu) o descriere în termeni fizici.“ Până la sfârșitul vieții sale, el a căutat să construiască o teorie unificata, care ar putea afișa fenomene cuantice de descriere relativistă a naturii. Pentru a pune în aplicare aceste planuri Einstein nu a reușit. El a intrat în mod repetat, în discuții cu Bohr despre mecanica cuantică, dar au făcut decât să întărească poziția Bohr.
După al doilea război mondial, a șocat consecințele grave ale folosirii bombelor atomice împotriva Japoniei, și toată cursa de arme de accelerare, Einstein a devenit un susținător fervent al lumii, având în vedere că, în condițiile actuale de război ar reprezenta o amenințare pentru însăși existența omenirii. Cu puțin timp înainte de moartea sa, el a pus semnătura sub recursul lui Bertrand Russell, adresat guvernelor tuturor țărilor, avertizându-i de pericolul unei bombe cu hidrogen și solicită interzicerea armelor nucleare. Einstein a susținut schimbul liber de idei și utilizarea responsabilă a științei în beneficiul omenirii.
Prima sa sotie, Mileva Maric Einstein a fost coleg la Institutul Federal de Tehnologie din Zurich. S-au căsătorit în 1903, în ciuda opoziției feroce părinților săi. Din această căsătorie, Einstein a avut doi fii. După un decalaj de cinci ani în 1919, cuplul a divorțat. În același an, Einstein sa căsătorit cu verișoara lui Elsa, o văduvă cu doi copii. Elza Eynshteyn a murit în 1936. În orele de petrecere a timpului liber Einstein îi plăcea să joace muzică. A început să învețe să cânte la vioară la vârsta de șase ani, și a continuat să joace pentru viață, uneori, într-un ansamblu cu alți fizicieni, cum ar fi Max Planck. care a fost un excelent pianist. Îi plăcea și yachting. Einstein credea că navighează neobișnuit promovează reflecția asupra problemelor fizice. La Princeton, el a devenit un punct de reper local. El a fost cunoscut ca un fizician de renume mondial, dar pentru tot ceea ce a fost un fel, om umil, prietenos și oarecum excentric, cu care se pot întâlni pe stradă. Einstein a murit la Princeton de anevrism aortic.
Cele mai cunoscute oameni de știință ai secolului XX. și unul dintre cei mai mari oameni de știință din toate timpurile, Einstein a îmbogățit fizica cu inerente numai pentru el puterea de înțelegere și de joc de neegalat de imaginație. Încă din copilărie, el a perceput lumea ca un întreg armonios cognoscibil „stând în fața noastră ca un mare și mistere eterne.“ Prin propria admitere, el a crezut în „lui Spinoza Dumnezeu Însuși în armonia tot ceea ce există.“ Este acest „sentiment religios cosmică“ a determinat Einstein pentru a explica natura de căutare cu ajutorul sistemului, care ar avea o mare frumusețe și simplitate.
Printre multe onoruri prestate Einstein, a fost o ofertă de a deveni președinte al Israelului, care a urmat în 1952, Einstein a refuzat. În plus față de Premiul Nobel, el a primit numeroase alte premii, printre care medalia Copley a Royal Society (1925) și Medalia Franklin Franklin Institute (1935). Einstein a fost un doctor onorific al multor universități și un membru al academiilor de conducere ale științei din întreaga lume.